專利名稱：用于把具有微控制器的 F l e x R a y用戶通過 F l e x R a y通信控制裝置連接到 F ...的制作方法
用于把具有微控制器的FlexRay用戶通過FlexRay通信控制裝置 連接到FlexRay通信連接上的方法、以及用于實(shí)現(xiàn)該方法的 FlexRay通信控制裝置、FlexRay用戶和FlexRay通信系統(tǒng)
本發(fā)明涉及一種用于把具有微控制器的FlexRay用戶通過 FlexRay通信控制裝置(所謂的FlexRay通信控制器(CC ))連接到 FlexRay通信連接上的方法，其中所述微控制器具有至少一個(gè)串行(比 如通用同步/異步接收器/發(fā)送器；USART)接口 。該FlexRay通信控制 裝置具有至少一個(gè)串行(比如USART)接口 。通過串行(比如USART) 接口來實(shí)現(xiàn)在用戶與通信控制裝置之間的連接。
此外本發(fā)明還涉及用于把具有微控制器的FlexRay用戶連接到 FlexRay通信連接上的FlexRay通信控制裝置(所謂的FlexRay通信控 制器(CC))，其中所述微控制器具有至少一個(gè)串行(比如USART) 接口。該通信控制裝置具有至少一個(gè)串行(比如USART)接口。在用 戶與通信控制裝置之間的連接通過串行(比如USART)接口來實(shí)現(xiàn)。
此外本發(fā)明還涉及具有微控制器的FlexRay用戶，所述微控制器 具有至少一個(gè)串行(比如USART)接口，其中該用戶可以串行接口之 一經(jīng)由FlexRay通信控制裝置(所謂的FlexRay通信控制器(CC )) 連接到FlexRay通信連接上。在用戶與通信控制裝置之間的連接通過 串行(比如USART)接口來實(shí)現(xiàn)。
最后本發(fā)明還涉及FlexRay通信系統(tǒng)，所述FlexRay通信系統(tǒng)包 括FlexRay通信連接與其上通過FlexRay通信控制裝置(所謂的 FlexRay通信控制器(CC ))所連接的FlexRay用戶。至少一個(gè)用戶 具有微控制器，所述微控制器具有至少一個(gè)串行(比如USART)接口。 在至少一個(gè)用戶與通信控制裝置之間的連接通過串行(比如USART) 接口來實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)有技術(shù)
在現(xiàn)代機(jī)動(dòng)車中、但也在機(jī)械制造中、特別是在機(jī)床領(lǐng)域中和在 自動(dòng)化領(lǐng)域中，借助于通信系統(tǒng)和被構(gòu)造為總線系統(tǒng)的通信連接使控 制設(shè)備、傳感器系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的聯(lián)網(wǎng)在近年來得到迅猛增加。在此可以實(shí)現(xiàn)通過將功能分配到多個(gè)控制設(shè)備上的協(xié)同效應(yīng)。在這種情況 下稱為分布式系統(tǒng)。不同用戶之間的通信越來越多地通過被構(gòu)造為總 線系統(tǒng)的通信系統(tǒng)進(jìn)行?？偩€系統(tǒng)上的通信業(yè)務(wù)量、訪問和接收機(jī)制 以及故障處理通過協(xié)議來調(diào)節(jié)。
為此公知的協(xié)議是FlexRay協(xié)議，其中目前基于FlexRay協(xié)議規(guī)范 v2.0或v2.1。 FlexRay協(xié)議定義了快速的、確定性的且容錯(cuò)的總線系統(tǒng)， 特別是用于機(jī)動(dòng)車中。按照FlexRay協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸根據(jù)時(shí)分多址 (Time Division Multiple Access, TDMA )方法來進(jìn)4亍。通過通信連接 的數(shù)據(jù)傳輸以定期重復(fù)的傳輸循環(huán)來進(jìn)行，所述傳輸循環(huán)分別被劃分 成也稱為時(shí)隙的多個(gè)數(shù)據(jù)幀。給用戶或待傳輸?shù)南⒎峙溆泄潭ǖ臅r(shí) 隙，所述用戶或待傳輸?shù)南⒃谒鰰r(shí)隙中排他性地訪問通信連接。 時(shí)隙以確定的傳輸循環(huán)重復(fù)，從而可以精確地預(yù)言通過總線傳輸消息 的時(shí)間點(diǎn)并確定性地進(jìn)行總線訪問。
為了最佳地使用用于在總線系統(tǒng)上傳輸消息的帶寬，F(xiàn)lexRay將傳 輸循環(huán)(也稱為循環(huán)(Zyklus )或總線循環(huán))分成靜態(tài)部分和動(dòng)態(tài)部分。 在此，固定的時(shí)隙位于總線循環(huán)開始時(shí)的靜態(tài)部分中。在動(dòng)態(tài)部分中， 時(shí)隙被動(dòng)態(tài)地分配。其中現(xiàn)在能夠分別僅對(duì)于短暫的時(shí)間、對(duì)于一個(gè) 或多個(gè)所謂的微時(shí)間段實(shí)現(xiàn)排他性總線訪問。只有當(dāng)在微時(shí)間段內(nèi)進(jìn) 行總線訪問時(shí)，才將時(shí)隙延長(zhǎng)所需的時(shí)間。因此也即只有也在事實(shí)上 需要帶寬時(shí)才消耗帶寬。
FlexRay通過通信連接的兩個(gè)物理上分離的線路以分別最大 10MBit/s (IO兆波特)的數(shù)據(jù)速率通信。在此，總線循環(huán)每隔5ms、在 有些通信系統(tǒng)中甚至每隔lms或2.5ms結(jié)束。在此，兩個(gè)信道對(duì)應(yīng)于特 別是OSI(開放式系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu))層模型的物理層。兩個(gè)信道主要用于 冗余地并從而容錯(cuò)地傳輸消息，但也可以傳輸不同的消息，于是由此 數(shù)據(jù)速率被加倍。但FlexRay也可以以較低的數(shù)據(jù)速率被運(yùn)行。
為了實(shí)現(xiàn)同步功能和通過兩個(gè)消息之間的小間隔來優(yōu)化帶寬，在 通信網(wǎng)絡(luò)中用戶或分布式部件需要共同的時(shí)基、即所謂的全局時(shí)間。 為了時(shí)鐘同步化，在周期的靜態(tài)部分傳輸同步消息，其中利用特定算 法根據(jù)FlexRay規(guī)范來如此糾正用戶的本地時(shí)鐘時(shí)間，使得所有本地時(shí) 鐘都與全局時(shí)鐘同步運(yùn)行。
FlexRay用戶(也可以稱為FlexRay網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或主機(jī)(Host))包含用戶或主機(jī)處理器、FlexRay或通信控制器以及在總線監(jiān)控情況下所 謂的總線監(jiān)控器。通信控制器也稱作Communication Controller ( CC ) 或通信控制裝置。用戶通過通信控制器連接到通信連接上。用戶處理 器提供和處理通過FlexRay通信控制器和FlexRay通信連接所傳輸?shù)臄?shù) 據(jù)。對(duì)于在FlexRay網(wǎng)絡(luò)中的通信來說，可以用例如高達(dá)254個(gè)數(shù)據(jù)字 節(jié)來配置消息或消息對(duì)象。
為了將傳輸消息所經(jīng)由的FlexRay通信連接與FlexRay用戶耦合， 在DE 10 2005 034 744 (其在本發(fā)明的申請(qǐng)日尚未公開)中使用一種 FlexRay通信組件，該FlexRay通信組件通過用戶接口 (所謂的客戶CPU 接口 (CIF))連接在用戶上并通過另一連接(所謂的通用CPU接口 (GIF))而連接在通信連接上。通信組件可以被構(gòu)造為通信控制器的 部分或者作為獨(dú)立的部件來構(gòu)造。在此為了在用戶與通信連接之間傳 輸消息在通信組件中設(shè)置有用于存儲(chǔ)消息的裝置。這種傳輸通過狀態(tài) 機(jī)來控制。存儲(chǔ)器裝置包括消息存儲(chǔ)器，其中所述消息存儲(chǔ)器優(yōu)選地 作為單端口RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)來實(shí)施。該RAM存儲(chǔ)器存儲(chǔ)消息 或消息對(duì)象、也即真正的有效數(shù)據(jù)連同配置和狀態(tài)數(shù)據(jù)。已公知的通 信組件的消息存儲(chǔ)器的確切結(jié)構(gòu)可以參見前述的文件DE 10 2005 034 744。關(guān)于通信組件的構(gòu)造和功能詳盡地參見該文件。
在通信組件中設(shè)有由兩部分構(gòu)成的接口組件，其中一個(gè)分組件是 用戶無關(guān)的，另一分組件是用戶特定的或客戶特定的?？蛻籼囟ǖ姆?組件(也稱為客戶CPU接口 (CIF))使得用戶特定的主機(jī)CPU形式的 客戶特定的用戶與FlexRay通信組件連接。用戶無關(guān)的分組件(也稱為 通用CPU接口 (GIF))是通用的、也即公共的CPU接口，通過其可以 借助于相應(yīng)的客戶特定的分組件、即客戶CPU接口 (CIF)使不同的客 戶特定的主機(jī)CPU連接在FlexRay通信組件上。由此能夠使通信組件與 不同的用戶毫無問題地相匹配，因?yàn)楦鶕?jù)用戶或客戶只需改變客戶特 定的分組件，而用戶無關(guān)的分組件和余下的通信組件則始終可以以相 同的方式來構(gòu)造。因此借助于通信組件得到用于使任意FlexRay用戶連 接在FlexRay通信連接上的標(biāo)準(zhǔn)接口 ，其中可以通過簡(jiǎn)單地改變客戶特 定的分組件使接口與任意構(gòu)造的或形成的用戶靈活匹配。在此，分組 件也可以在一個(gè)接口組件內(nèi)分別以軟件、即每個(gè)分組件作為軟件功能 或者以硬件來實(shí)現(xiàn)。FlexRay通信組件中的狀態(tài)機(jī)可以固定地以硬件來布線。同樣可以 固定地以硬件對(duì)序列進(jìn)行布線。作為替代方案，通信組件中的狀態(tài)機(jī) 可以通過接口也由用戶自由編程。
信息優(yōu)選地包含存取類型和/或存取種類和/或存取地址和/或數(shù)據(jù) 大小和/或?qū)?shù)據(jù)的控制信息和/或至少一個(gè)用于保護(hù)數(shù)據(jù)的信息。
按照現(xiàn)有技術(shù)，F(xiàn)lexRay用戶的微控制器具有一個(gè)或多個(gè)、典型的 具有兩個(gè)串行接口 ，所述串行接口比如可以被構(gòu)造為通用同步/異步接 收器/發(fā)送器(USART)。為了實(shí)現(xiàn)確定的功能性，微控制器通過這些 接口與比如另一用戶的一個(gè)或多個(gè)微控制器相連接。因此比如可以設(shè)
想，為了實(shí)現(xiàn)止動(dòng)器(Wegfahrsperre)的功能性而通過第一 串行接口 把FlexRay用戶的微控制器與另 一微控制器的第一 串行接口相連接， 并且為了實(shí)現(xiàn)LIN (本地互連網(wǎng)絡(luò) (Local Interconnect Network)) 總線的功能性而通過第二串行接口把FlexRay用戶的微控制器與又一 或所述另一微控制器的第二串行接口相連接。但是如果現(xiàn)在應(yīng)該通過 FlexRay通信控制裝置把FlexRay用戶連接到FlexRay通信連接上，那 么為此用戶的微控制器的串行(比如USART)接口被使用并不再用于 其他的功能性。這導(dǎo)致對(duì)用戶的微控制器的功能性的大大的限制。
因此，本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，如此來設(shè)計(jì)并改進(jìn)FlexRay通 信系統(tǒng)、尤其是FlexRay用戶的微控制器和/或分配給該用戶的FlexRay 通信控制器，使得在不限制用戶的功能性的情況下能夠把該用戶通過 其串行接口連接到通信控制器上。
為了解決該任務(wù)，根據(jù)開頭所述類型的方法建議，在FlexRay用 戶中仿真(emulieren )至少一個(gè)串行軟件接口，和/或在FlexRay通信 控制裝置中構(gòu)造至少一個(gè)附加的串行接口 。
發(fā)明優(yōu)點(diǎn)
根據(jù)本發(fā)明，該FlexRay用戶和/或該FlexRay通信控制器通過按 照硬件或軟件所構(gòu)造的附加串行接口來擴(kuò)展。通過所述(多個(gè))附加 的接口，該用戶可以被連接到通信控制器上，其中同時(shí)能夠保持用戶 的迄今所有功能性?；诒景l(fā)明的構(gòu)思是，在FlexRay用戶的微控制 器上和/或在FlexRay通信控制器上設(shè)置至少一個(gè)附加的串行接口，如 此使得可以將該用戶和該通信控制器通過串行接口相互連接，并同時(shí)在該用戶的微控制器種還提供足夠的串行接口，以便除了 FlexRay功 能性之外還能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)或多個(gè)其他的功能性(比如止動(dòng)器和LIN總 線)。
根據(jù)本發(fā)明的有利改進(jìn)方案建議，在本來由通信控制裝置所提供 的端口擴(kuò)展引腳上仿真至少一個(gè)串行接口 。端口擴(kuò)展引腳是擴(kuò)展或用 于連接外部部件的所謂端口 。端口擴(kuò)展引腳僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)相對(duì)慢的數(shù) 據(jù)傳輸速率，其中可實(shí)現(xiàn)的比特速率對(duì)于某些功能性可能是足夠的。 因此根據(jù)該改進(jìn)方案，F(xiàn)lexRay通信控制裝置不必按照硬件來擴(kuò)展。已 有的硬件被利用，用以在其上仿真串行接口。
為了能夠通過在端口擴(kuò)展引腳上所仿真的接口來實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳 輸，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式建議，給本來由通信控制裝置所提供 的端口擴(kuò)展引腳分配至少一個(gè)移位寄存器，在該移位寄存器中中間存 儲(chǔ)用于串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇齻鬏數(shù)臄?shù)據(jù)。因此在許多FlexRay通信控制 裝置中本來已有的端口擴(kuò)展引腳可以通過簡(jiǎn)單的和成本低廉的移位寄
存器而被擴(kuò)展為足值的串行接口。借助該移位寄存器，通過所仿真的 接口可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率可以被大大提高。詳細(xì)地建議，為了發(fā)送而設(shè) 置頻分器(波特率)和(例如12比特)移位寄存器。為了接收而設(shè)置 頻分器、8x12比特移位寄存器和可選擇地設(shè)置大數(shù)解碼器(Majority Decoder )(用于通過從m中選擇n來減少數(shù)據(jù))。
根據(jù)本發(fā)明的特別優(yōu)選的實(shí)施形式建議，在至少一個(gè)在用戶中所 仿真的串行接口情況下，在用戶的串行接口之一與第 一功能性之間直 接構(gòu)造第一連接，可選地在用戶的另一串行接口與第二功能性之間直 接構(gòu)造第二連接，并在又一串行接口與FlexRay通信控制裝置的 FlexRay功能性之間直接構(gòu)造另 一連接。有利地通過所仿真的串行軟件 接口來構(gòu)造至第一或第二功能性的要求較低數(shù)據(jù)速率的該連接。
根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施形式建議，在至少一個(gè)在FlexRay通信控 制裝置中所構(gòu)造的串行接口的情況下，在用戶的串行接口之一與第一 功能性之間直接構(gòu)造第一連接，并且在用戶的另一串行接口與第二功 能性之間通過FlexRay通信控制裝置來形成笫二連接。FlexRay功能性 有利地通過在用戶與通信控制裝置之間的第二連接的一部分連同第二 功能性一起被傳輸。該實(shí)施形式是純粹的硬件解決方案，其中在 FlexRay通信控制器中除了已有的串行接口之外還構(gòu)造真正的硬件接口 。
根據(jù)開頭所述類型的FlexRay通信控制裝置，作為本發(fā)明任務(wù)的 另一解決方案，建議在通信控制裝置中構(gòu)造至少一個(gè)附加的硬件接口， 如此使得該通信控制裝置在總數(shù)上具有至少一個(gè)串行硬件接口。
根據(jù)本發(fā)明的有利改進(jìn)方案建議，該FlexRay通信控制裝置具有 FlexRay通信組件用于將FlexRay通信連接與FlexRay用戶相耦合，其 中通信組件具有用于中間存儲(chǔ)消息的裝置和狀態(tài)機(jī)，其中所述狀態(tài)機(jī) 如此來控制在通信連接與用戶之間的消息傳輸，使得所述狀態(tài)機(jī)提供 或調(diào)用與用于存儲(chǔ)并傳輸消息的信息有關(guān)的可預(yù)先規(guī)定的序列。
根據(jù)開頭所述類型的FlexRay用戶，作為本發(fā)明任務(wù)的另一解決 方案，建議在該用戶中仿真至少一個(gè)串行軟件接口，如此使得該用戶 在總數(shù)上具有至少兩個(gè)串行接口 。
根據(jù)開頭所述類型的FlexRay通信系統(tǒng)，作為本發(fā)明任務(wù)的又一 解決方案，最后建議，所述至少一個(gè)用戶通過其串行接口直接與第一 功能性相連接，通過另一所仿真的串行接口直接與第二功能性相連接， 并通過其又一串行接口直接與分配給其的FlexRay通信控制裝置的 FlexRay功能性相連接，或者所述至少一個(gè)用戶通過其串行接口直接與 第一功能性相連接，并通過其另一串行接口間接地通過分配給其的 FlexRay通信控制裝置與第二功能性相連接。
才艮據(jù)本發(fā)明的有利改進(jìn)方案建"^義，F(xiàn)lexRay通信系統(tǒng)具有FlexRay 通信組件用于將FlexRay通信連接與至少一個(gè)FlexRay用戶相耦合， 其中通信組件具有用于中間存儲(chǔ)消息的裝置和狀態(tài)機(jī)，所述狀態(tài)機(jī)如 此來控制在通信連接與用戶之間的消息傳輸，使得所述狀態(tài)機(jī)提供或 調(diào)用與用于存儲(chǔ)并傳輸消息的信息有關(guān)的可預(yù)先規(guī)定的序列。
附圖
本發(fā)明的其他特征、優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)選實(shí)施形式在下文中借助附圖來更 詳細(xì)地解釋。其中
圖l以示意圖的方式示出FlexRay通信系統(tǒng)的通信組件及其與通信 連接的連接和通信或主機(jī)用戶；
圖2詳細(xì)地示出

圖1的通信組件的具體實(shí)施形式及其連接；
圖3示出圖2的通信組件的消息存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)；圖4至6以示意圖的方式示出在從用戶到消息存儲(chǔ)器的方向上的數(shù) 據(jù)存取的體系結(jié)構(gòu)和過程；
圖7至9示出在從消息存儲(chǔ)器到用戶的方向上的數(shù)據(jù)存取的體系結(jié) 構(gòu)和過程；
圖10以示意圖的方式示出消息管理器和其中所含有的有限狀態(tài)機(jī) 的結(jié)構(gòu)；
圖ll以示意圖的方式示出圖1和2的通信組件的部件以及用戶和由 消息管理器所控制的相應(yīng)數(shù)據(jù)路徑；
圖12示出針對(duì)于圖n的數(shù)據(jù)路徑在消息存儲(chǔ)器上的訪問分配；
圖13示出了用于實(shí)現(xiàn)連接的不同可能性，以及
圖14示出了用于實(shí)現(xiàn)在FlexRay用戶的微控制器與FlexRay通信 控制裝置之間的連接的不同可能性；
圖15示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)所公知的用于在兩個(gè)微控制器之間的連 接的配置；
圖16示出了根據(jù)第一實(shí)施形式在兩個(gè)微控制器與通信控制裝置之 間的連接的本發(fā)明配置；
圖n示出了根據(jù)第二實(shí)施形式在兩個(gè)微控制器與通信控制裝置之
間的連接的本發(fā)明配置；
圖18示出了根據(jù)第三實(shí)施形式在兩個(gè)微控制器與通信控制裝置之 間的連接的本發(fā)明配置。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地示出FlexRay通信組件100，用于將用戶或者主機(jī)102 連接到FlexRay通信連接101、即FlexRay的物理層上。為此，F(xiàn)lexRay 通信組件100經(jīng)由連接107與用戶或者用戶處理器102相連接和經(jīng)由連 接106與通信連接101相連接。為了一方面在傳輸時(shí)間方面和另一方 面在數(shù)據(jù)完整性方面亳無問題地連接，在FlexRay通信組件中基本上 示意地區(qū)分三種裝置。在此，第一裝置105用于存儲(chǔ)、尤其是中間存 放(Zwischenablage)待傳輸?shù)南⒌闹辽僖徊糠?。第二裝置104經(jīng)由 連接107和108被接入用戶102和第一裝置105之間。同樣地，第三裝 置103經(jīng)由連接106和109被接入通信連接101和第一裝置105之間， 由此可以在確保數(shù)據(jù)完整性時(shí)在最佳速度情況下實(shí)現(xiàn)靈活地將數(shù)據(jù)作為消息、特別是FlexRay消息的部分輸入到第一裝置105或者從其輸 出。
在圖2中再次更詳細(xì)地以優(yōu)選實(shí)施形式的形式示出所述通信組件 100。同樣地，更加詳細(xì)地示出相應(yīng)的連接106至109。為了將FlexRay 通信組件100連接到FlexRay用戶102或主機(jī)處理器上，第二裝置104 包含輸入端緩沖存儲(chǔ)器或輸入緩沖存儲(chǔ)器201 (輸入緩沖器IBF)、輸 出端緩沖存儲(chǔ)器或輸出緩沖存儲(chǔ)器202 (輸出緩沖器OBF)以及由兩 部分203和204組成的接口組件，其中分組件203是用戶無關(guān)的并且笫 二分組件204是用戶特定的。用戶特定的分組件204 (客戶CPU接口 (Customer CPU Interface ) ， CIF )將用戶特定的主機(jī)CPU 102、即 客戶特定的用戶與FlexRay通信組件相連接。為此，通常設(shè)置雙向數(shù) 據(jù)線216、地址線217以及控制輸入218。同樣地，用219設(shè)置中斷輸 出。
對(duì)于在用戶102與客戶特定的接口 204之間的串行數(shù)據(jù)連接的信 號(hào)也可以設(shè)想以下的替代方案
替代方案l:雙向數(shù)據(jù)線216、時(shí)鐘脈沖線217、中斷線219;
替代方案2:雙向數(shù)據(jù)線216、時(shí)鐘脈沖線217、控制輸入218、中 斷線219;
替代方案3:串行輸入線216、時(shí)鐘脈沖線217、串行輸出線218、 中斷線219;
替代方案4:串行輸入線216、時(shí)鐘脈沖線217、串行輸出線218、 中斷線219、以及另外控制線(未示出)。
用戶特定的分組件204與用戶無關(guān)的分組件203 (通用CPU接口 ， GIF)建立連接，也就是說，F(xiàn)lexRay通信組件或FlexRay IP模塊具有 通用的、即公共的CPU接口 203,在所述接口上經(jīng)由相應(yīng)的用戶特定 的分組件204、即客戶CPU接口 CIF可以連接大量不同的客戶特定的 主機(jī)CPU 102。由此，必須根據(jù)用戶只改變分組件204，這就意味著明 顯較低的耗費(fèi)。CPU接口 203和剩下的通信組件100可以以不變的方 式來采用。
輸入緩沖存儲(chǔ)器或輸入端緩沖存儲(chǔ)器201和輸出端緩沖存儲(chǔ)器或 輸出緩沖存儲(chǔ)器202可以在一個(gè)存儲(chǔ)器組件中或者在分離的存儲(chǔ)器組件中來構(gòu)造。在此，輸入緩沖存儲(chǔ)器201用來中間存儲(chǔ)消息用于傳輸 到消息存儲(chǔ)器300。在此，優(yōu)選地如此構(gòu)造輸入緩沖組件201,使得該 輸入緩沖組件可以存儲(chǔ)兩個(gè)完整的消息，所述消息分別由尤其具有配 置數(shù)據(jù)的頭段(Header Segment)和數(shù)據(jù)段或者有效載荷段組成。在 此，輸入緩沖存儲(chǔ)器201以兩部分(分緩沖存儲(chǔ)器和影子存儲(chǔ)器)的 方式被構(gòu)造，由此可以通過交替地寫輸入緩沖存儲(chǔ)器的兩個(gè)部分或者 通過訪問交替來加速在用戶CPU 102和消息存儲(chǔ)器300之間的傳輸。 同樣地，輸出緩沖存儲(chǔ)器或輸出端緩沖存儲(chǔ)器202 (輸出緩沖器 (Output-Buffer) OBF )用來中間存儲(chǔ)消息用于從消息存儲(chǔ)器300傳 輸?shù)接脩鬋PU 102。在此，也如此設(shè)計(jì)輸出緩沖器202，使得可以存儲(chǔ) 兩個(gè)完整消息，所述完整消息由尤其具有配置數(shù)據(jù)的頭段和數(shù)據(jù)段、 即有效載荷段組成。這里，輸出緩沖存儲(chǔ)器202也被分成兩部分、即 分緩沖存儲(chǔ)器和影子存儲(chǔ)器，由此這里也可以通過交替地讀兩個(gè)部分 或者通過訪問交替來加速在用戶或主機(jī)CPU 102和消息存儲(chǔ)器300之 間的傳輸。由塊201至204組成的第二裝置104與第二裝置105如所示 相連接。
裝置105由消息管理器20(K消息處理機(jī)(Message Handler )MHD ) 和消息存儲(chǔ)器300 (消息RAM )組成。消息管理器200檢驗(yàn)或者控制 在輸入緩沖存儲(chǔ)器201以及輸出緩沖存儲(chǔ)器202和消息存儲(chǔ)器300之間 的數(shù)據(jù)傳遞。該消息管理器完全一樣地檢驗(yàn)或者控制在另一方向上經(jīng) 由第三裝置103的數(shù)據(jù)傳輸。消息存儲(chǔ)器300優(yōu)選地被實(shí)施為單端口 RAM。該RAM存儲(chǔ)器與配置數(shù)據(jù)和狀態(tài)數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)消息或者消息 對(duì)象、即真正的數(shù)據(jù)。消息存儲(chǔ)器300的準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)在圖3中進(jìn)一步示 出。
第三裝置103由塊205至208組成。相應(yīng)于FlexRay物理層的兩個(gè) 信道，裝置103被劃分成具有各兩個(gè)數(shù)據(jù)方向的兩個(gè)數(shù)據(jù)路徑。這通 過連接213和214來表示，其中示出兩個(gè)數(shù)據(jù)方向用于接收(RxA )和 發(fā)送(TxA)，對(duì)于信道A用RxA和TxA來表示以及對(duì)于信道B用 RxB和TxB表示。用連接215表示可選的雙向控制輸入端。第三裝置 103的連接對(duì)于信道B經(jīng)由第一緩沖存儲(chǔ)器205和對(duì)于信道A經(jīng)由第 二緩沖存儲(chǔ)器206實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)緩沖存儲(chǔ)器(瞬時(shí)緩沖器RAM: RAM A和RAMB)用作用于從(或向)第一裝置105傳輸數(shù)據(jù)的中間存儲(chǔ)器。相應(yīng)于兩個(gè)信道，這兩個(gè)緩沖存儲(chǔ)器205和206分別與接口組件 207和208連接，所述接口組件包含由發(fā)送/接收移位寄存器和FlexRay 協(xié)議有限狀態(tài)機(jī)組成的FlexRay協(xié)議控制器或者總線協(xié)議控制器。因 此，兩個(gè)緩沖存儲(chǔ)器205和206用作中間存儲(chǔ)器用于在接口組件的移 位寄存器或者FlexRay協(xié)議控制器207和208與消息存儲(chǔ)器300之間傳 輸數(shù)據(jù)。這里有利地也通過每個(gè)緩沖存儲(chǔ)器205或者206存儲(chǔ)數(shù)據(jù)字 段、即兩個(gè)FlexRay消息的有效載荷段或者數(shù)據(jù)段.
此外在通信組件100中用209表示全局時(shí)間單元(Global Time Unit GTU)，所述全局時(shí)間單元負(fù)責(zé)顯示在FlexRay中的全局時(shí)間光柵 (Zeitraster)、即Mikrotick (微節(jié)拍)y T和Makrotick (宏節(jié)拍) MT。同樣地，經(jīng)由全局時(shí)間單元209來調(diào)節(jié)循環(huán)計(jì)數(shù)器的容錯(cuò)時(shí)鐘同 步和在FlexRay的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)段的時(shí)間流程的檢驗(yàn)。用塊210表示通 用系統(tǒng)控制(系統(tǒng)通用控制裝置(System Universal Control) SUC )， 通過所述通過系統(tǒng)控制裝置檢驗(yàn)和控制FlexRay通信控制器750的運(yùn) 行模式。喚醒(Wakeup)、啟動(dòng)(Startup)、再集成或集成、正常運(yùn) 行(normal operation )和被動(dòng)運(yùn)行(passive operation )屬于此。
塊211示出網(wǎng)絡(luò)和錯(cuò)誤管理(Network and Error Management MEM),正如在FlexRay協(xié)議規(guī)范v2.0或v2.1中所描述的。最后， 塊212示出中斷控制裝置(Interrupt Control INT )，所述中斷控制裝 置管理狀態(tài)和錯(cuò)誤中斷標(biāo)志(status and error interrupt flags )并且檢 驗(yàn)或者控制通向用戶CPU 102的中斷輸出端219。此外，塊212包用于 產(chǎn)生時(shí)間中斷或者定時(shí)器中斷的絕對(duì)的和相對(duì)的定時(shí)器或者計(jì)時(shí)器。
對(duì)于FlexRay網(wǎng)絡(luò)中的通信，消息對(duì)象或者消息(消息緩沖器) 可以用直至254個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)來配置。消息存儲(chǔ)器300尤其是消息RAM 存儲(chǔ)器(消息RAM)，所述消息RAM存儲(chǔ)器例如可以存儲(chǔ)高達(dá)64 個(gè)或更多(例如128個(gè))消息對(duì)象。涉及處理或者管理消息自身的所 有功能都針對(duì)消息管理器或者消息處理機(jī)200予以實(shí)現(xiàn)。這例如是接 受過濾、在兩個(gè)FlexRay協(xié)i義控制器塊207和208與消息管理器300、 即消息RAM之間傳遞消息以及檢驗(yàn)發(fā)送順序和提供配置數(shù)據(jù)或者狀 態(tài)數(shù)據(jù)。
外部CPU、即用戶處理器102的外部處理器可以經(jīng)由用戶接口 107 與用戶特定的部分204直接訪問FlexRay通信組件100的寄存器。在此，使用多個(gè)寄存器。使用這些寄存器，用以配置和控制FlexRay協(xié) 議控制器、即接口組件207和208、消息管理器(消息處理機(jī)MHD) 200、全局時(shí)間單元(Global Time Unit GTU)209、通用系統(tǒng)控制器(系 統(tǒng)通用控制器SUC) 210、網(wǎng)絡(luò)和錯(cuò)誤管理單元(Network and Error Management Unit NEM ) 211 、中斷控制器(Interrupt Controller INT ) 212以及對(duì)消息RAM、即消息存儲(chǔ)器300的訪問并且還顯示相應(yīng)的狀 態(tài)。在圖4至6和7至9中至少還進(jìn)一步探討這些寄存器的部分。這種 所述的FlexRay通信組件100能夠?qū)崿F(xiàn)FlexRay規(guī)范v2.0的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換， 由此可以簡(jiǎn)單地產(chǎn)生帶有相應(yīng)FlexRay功能性的ASIC或者微控制器。
通過所述FlexRay通信組件100可以完全支持FlexRay協(xié)議規(guī)范、 特別是v2.0，并且因此可以配置例如高達(dá)64個(gè)或更多(例如128個(gè)) 消息或消息對(duì)象。在此得到可靈活配置的消息存儲(chǔ)器用于根據(jù)消息的 相應(yīng)數(shù)據(jù)字段或數(shù)據(jù)區(qū)的大小來存儲(chǔ)不同數(shù)量的消息對(duì)象。也即因此 可以有利地配置具有不同長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)字段的消息或消息對(duì)象。在此， 消息存儲(chǔ)器300有利地被構(gòu)造為FIFO (先進(jìn)先出)，使得產(chǎn)生可配置 的接收FIFO。存儲(chǔ)器中的每個(gè)消息或每個(gè)消息對(duì)象都可以被配置成接 收存儲(chǔ)器對(duì)象(接收緩沖器)、發(fā)送存儲(chǔ)器對(duì)象(發(fā)送緩沖器)或可 配置的接收FIFO的一部分。同樣可以對(duì)FlexRay網(wǎng)絡(luò)中的幀ID、信 道ID和循環(huán)計(jì)數(shù)器進(jìn)行接受性過濾。因此可以有利地支持網(wǎng)絡(luò)管理。 此外有利地設(shè)置可屏蔽的模塊中斷。
在圖3中詳細(xì)描述了對(duì)消息存儲(chǔ)器300的劃分。對(duì)于FlexRay通 信控制器750的按照FlexRay協(xié)議規(guī)范所要求的功能性，需要消息存 儲(chǔ)器用以提供待發(fā)送的消息(發(fā)送緩沖器Tx)以及存儲(chǔ)無誤接收的消 息(接收緩沖器Rx) 。 FlexRay協(xié)議允許具有數(shù)據(jù)域、即有效載荷域 為0至254個(gè)字節(jié)的消息。正如在圖2中所示的，消息存儲(chǔ)器300是 FlexRay通信組件100的部分。接下來描述的方法以及相應(yīng)的消息存儲(chǔ) 器300描述了特別是在使用隨機(jī)存儲(chǔ)存儲(chǔ)器(RAM)的情況下對(duì)待發(fā) 送的消息以及所接收到的消息的存儲(chǔ)，其中通過所述的機(jī)制可能的是， 在預(yù)先規(guī)定大小的消息存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)可變數(shù)量的消息。在此，可存儲(chǔ) 的消息的數(shù)量取決于各個(gè)消息的數(shù)據(jù)域的大小，由此一方面可以最小 化所需要的存儲(chǔ)器的大小而不限制消息的數(shù)據(jù)域的大小，并且另 一方 面實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)器的最佳利用。接下來，現(xiàn)在應(yīng)該為FlexRay通信控制器進(jìn)一步描述對(duì)尤其基于RAM的消息存儲(chǔ)器300的可變劃分。
為了實(shí)施，現(xiàn)在示例性地預(yù)先規(guī)定消息存儲(chǔ)器具有n比特(例如8、 16、 32等等)的確定的字寬以及m個(gè)字的預(yù)先規(guī)定的存儲(chǔ)深度(m， n 為自然數(shù))。在此，消息存儲(chǔ)器300被劃分成兩段、即頭段(Header Segment) HS和數(shù)據(jù)段DS (有效載荷部分、有效栽荷段)。因此，每 條消息被加以頭域HB和數(shù)據(jù)域DB。因此，為消息0、 l至k(k是自 然數(shù))加以頭域HBO、 HB1至HBk和數(shù)據(jù)域DB0、 DB1至DBk。因 此在消息中，在第一和第二數(shù)據(jù)之間進(jìn)行區(qū)分，其中第一數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于 關(guān)于FlexRay消息的配置數(shù)據(jù)和/或者狀態(tài)數(shù)據(jù)并且分別被存放在頭域 HB(HB0， HB1，…，HBk)內(nèi)。對(duì)應(yīng)于應(yīng)該被傳輸?shù)恼嬲行?shù)據(jù) 的第二數(shù)據(jù)相應(yīng)地被存放在數(shù)據(jù)域(DB0， DB1，…，DBk)內(nèi)。因此， 對(duì)于每條消息的第一數(shù)據(jù)產(chǎn)生第一數(shù)據(jù)范圍(以比特、字節(jié)或者存儲(chǔ) 字來度量)并且對(duì)于消息的笫二數(shù)據(jù)產(chǎn)生第二數(shù)據(jù)范圍(同樣地以比 特、字或者存儲(chǔ)字來度量)，其中每條消息的第二數(shù)據(jù)范圍可能不同。 在頭段HS和數(shù)據(jù)段DS之間的劃分現(xiàn)在在消息存儲(chǔ)器300中是可變的， 也就是說在所述區(qū)域之間不存在預(yù)先規(guī)定的界限。在頭段HS和數(shù)據(jù)段 D S之間的劃分取決于消息的數(shù)量k以及 一 個(gè)消息或者所有k個(gè)消息總 計(jì)的第二數(shù)據(jù)范圍、即真正有效數(shù)據(jù)的范圍。現(xiàn)在給相應(yīng)消息的配置 數(shù)據(jù)KD0、 KD1至KDk分別直接分配指針元件或者數(shù)據(jù)指針DP0、 DPI至DPk。在特定的擴(kuò)展方案中，給每個(gè)頭域HB0、 HB1至HBk 分配固定數(shù)量的存儲(chǔ)字、這里為兩個(gè)，使得配置數(shù)據(jù)KD(KD0，KD1，...， KDk)和指針元件DP (DPO， DPI,…，DPk)總是一起被存放在頭域 HB中。具有頭域HB的頭段HS緊接用于存儲(chǔ)真正的消息數(shù)據(jù)DO、 Dl至Dk的數(shù)據(jù)段DS，其中所述頭段HS的大小或者第一數(shù)據(jù)范圍取 決于待存儲(chǔ)消息的數(shù)量k。所述數(shù)據(jù)段(或者數(shù)據(jù)部分)DS在其數(shù)據(jù) 范圍內(nèi)取決于所存放的消息數(shù)據(jù)的相應(yīng)數(shù)據(jù)范圍，在這例如在DBO中 六個(gè)字，DB1中一個(gè)字和在DBk中兩個(gè)字。因此，相應(yīng)指針元件DPO、 DPI至DPk總是指向開始，即指向相應(yīng)數(shù)據(jù)域DBO、 DBl至DBk的初 始地址，在所述數(shù)據(jù)域中存放有相應(yīng)消息0、 l至k的數(shù)據(jù)DO、 Dl至 Dk。因此，消息存儲(chǔ)器300在頭段HS和數(shù)據(jù)段DS之間的劃分是可變 的，并且取決于消息本身的數(shù)量k以及消息的相應(yīng)數(shù)據(jù)范圍和因此取 決于總的第二數(shù)據(jù)范圍。如果配置較少的消息，那么頭段HS較小，并且在消息存儲(chǔ)器300中變?yōu)榭臻e的區(qū)域可以作為對(duì)用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù) 據(jù)段DS的補(bǔ)充來使用。通過這種可變性可以確保最佳的存儲(chǔ)器充分利 用，因而使用較小的存儲(chǔ)器也是可能的?？臻e的數(shù)據(jù)段FDS、特別是 其大小同樣地取決于所存儲(chǔ)的消息的數(shù)量k的組合和消息的相應(yīng)第二 數(shù)據(jù)范圍，因而是最小并且甚至可能是O。
除了使用指針元件之外，還可能將第一和第二數(shù)據(jù)、即配置數(shù)據(jù) KD(KD0， KD1，…，KDk)和真正的數(shù)據(jù)D (D0， Dl，…，Dk)以 可預(yù)先規(guī)定的順序來存放，使得頭域HBO至HBk在頭段HS中的順序 和數(shù)據(jù)域DB0至DBk在數(shù)據(jù)段DS中的順序分別相同。于是在有些情 況下甚至可以放棄指針元件。
在特別的擴(kuò)展方案中，給消息存儲(chǔ)器分配錯(cuò)誤識(shí)別發(fā)生器、特別 是奇偶位發(fā)生器元件和錯(cuò)誤識(shí)別校驗(yàn)器、特別是奇偶位校驗(yàn)元件，用 以通過每存儲(chǔ)字或者每區(qū)域(HB和/或者DB)可以恰恰尤其作為校驗(yàn) 位一起存放校驗(yàn)和，來確保在HS和DS中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的正確性。其 它的檢驗(yàn)識(shí)別、例如CRC(循環(huán)冗余校驗(yàn)(Cyclic Redundancy Check)) 或者還有更強(qiáng)大的識(shí)別、如ECC (錯(cuò)誤代碼校正(Error Code Correction))是可設(shè)想的。因此針對(duì)消息存儲(chǔ)器的確定劃分給出以下 優(yōu)點(diǎn)
用戶可以在編程時(shí)決定，他是否想要使用更多數(shù)量的具有小數(shù)據(jù) 字段的消息或他是否想要使用較少數(shù)量的具有大數(shù)據(jù)字段的消息。在 配置具有不同大小的數(shù)據(jù)域的消息時(shí)，最佳地充分使用現(xiàn)有的存儲(chǔ)器 空間。用戶有可能將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域共同用于不同的消息。
在集成電路上實(shí)現(xiàn)通信控制器的情況下，可以通過匹配所使用的 存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)深度(字的數(shù)量m)來使消息存儲(chǔ)器300的大小與應(yīng)用 的需求相匹配，而不改變通信控制器的其它功能。
此外，現(xiàn)在根據(jù)圖4至6以及7至9進(jìn)一步描述主機(jī)CPU訪問、 即經(jīng)由緩沖存儲(chǔ)器裝置201和202對(duì)配置數(shù)據(jù)或者狀態(tài)數(shù)據(jù)和真正數(shù) 據(jù)的寫和讀。在此目的是，這樣地建立關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕怦詈?，使?可以保證數(shù)據(jù)完整性并且同時(shí)確保高的傳輸速度。對(duì)這些過程的控制 通過消息管理器200進(jìn)行，這隨后將在圖10、 11和12中還要進(jìn)一步說 明。
在圖4、 5和6中，首先進(jìn)一步解說通過用戶CPU 102的主機(jī)CPU經(jīng)由輸入緩沖端存儲(chǔ)器201對(duì)消息存儲(chǔ)器300的寫訪問。為此，圖4 再一次示出通信組件100，其中出于一目了然的原因，僅示出通信組件 100的在這相關(guān)的部分。這一方面是負(fù)責(zé)流程控制的消息管理器200以 及兩個(gè)控制寄存器403和404，所述控制寄存器如所示可以被安排在通 信組件100中的消息管理器200之外，但是也可以包含在消息管理器 200本身之中。403在此表示輸入端請(qǐng)求寄存器(輸入緩沖命令請(qǐng)求寄 存器(Input Buffer Command Request Register ))和404表示輸入端 屏蔽寄存器(輸入緩沖命令屏蔽寄存器(Input Buffer Command Mask Register))。因此，主機(jī)CPU 102對(duì)消息存儲(chǔ)器300 (消息RAM ) 的寫訪問經(jīng)由中間連接的輸入端緩沖存儲(chǔ)器201 (輸入緩沖器(Input Buffer))進(jìn)行。該輸入端緩沖存儲(chǔ)器201現(xiàn)在以劃分的方式或者以成 倍的方式來設(shè)計(jì)，而且作為分緩沖存儲(chǔ)器400和屬于分緩沖存儲(chǔ)器的 影子存儲(chǔ)器401。因此可以如接下來所描述的那樣實(shí)現(xiàn)主機(jī)CPU 102 對(duì)消息存儲(chǔ)器300的消息或者消息對(duì)象或數(shù)據(jù)的連續(xù)訪問，并且從而 確保數(shù)據(jù)完整性和加速傳輸。
對(duì)訪問的控制經(jīng)由輸入端請(qǐng)求寄存器403和經(jīng)由輸入端屏蔽寄存 器404進(jìn)行。在寄存器403中在圖5中用數(shù)字0至31在這示例性地為 32比特的寬度示出403中的相應(yīng)比特位置(Bitstelle)。同樣適用于寄 存器404和圖6的屏蔽寄存器404中的比特位置0至31。
現(xiàn)在示例性地，寄存器403的比特位置0至5、 15、 16至21和31 在流程控制方面獲得特殊的功能。因此，在寄存器403的比特位置0 至5中可錄入標(biāo)識(shí)IBRH (輸入緩沖請(qǐng)求主機(jī)(Input Buffer Request Host))作為消息標(biāo)識(shí)。同樣地，在寄存器403的比特位置16至21 中可錄入標(biāo)識(shí)IBRS (輸入緩沖請(qǐng)求影子(Input Buffer Request Shaddow))。同樣地，在403的寄存器位置15中錄入IBSYH和在 403的寄存器位置31中錄入IBSYS作為訪問標(biāo)識(shí)。還標(biāo)出寄存器404 的位置0至2,其中在0和1中用LHSH(載荷頭部分主機(jī)(Load Header Section Host))和LDSH(載荷數(shù)據(jù)部分主機(jī)(Load Data Section Host)) 錄入其它的標(biāo)識(shí)作為數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。所述數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)在這以最簡(jiǎn)單的形式、 即分別作為一個(gè)比特來構(gòu)成。在寄存器404的比特位置2中用STXRH (設(shè)置傳輸X請(qǐng)求主機(jī)(Set Transmission X Request Host))寫入開 始標(biāo)識(shí)。此外，現(xiàn)在描述經(jīng)由輸入端緩沖器201對(duì)消息存儲(chǔ)器300的寫訪問的流程。
主機(jī)CPU 102把待傳遞的消息的數(shù)據(jù)寫入輸入端緩沖存儲(chǔ)器201 中。在此，主機(jī)CPU 102僅僅為消息存儲(chǔ)器300的頭段HS寫消息的 配置和頭數(shù)據(jù)KD或者僅僅為消息存儲(chǔ)器300的數(shù)據(jù)段DS寫消息的待 傳輸?shù)恼嬲龜?shù)據(jù)D或者寫兩者。應(yīng)該傳輸消息的哪一部分、即配置數(shù) 據(jù)和/或者真正數(shù)據(jù)，通過在輸入端屏蔽寄存器404中的特定數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí) LHSH和LDSH來確定。在此，通過LHSH (載荷頭部分主機(jī))確定 是否傳輸頭數(shù)據(jù)、即配置數(shù)據(jù)KD，通過LDSH (載荷數(shù)據(jù)部分主機(jī)) 確定是否應(yīng)該傳輸數(shù)據(jù)D。通過輸入端緩沖存儲(chǔ)器201以兩部分的方 式用分緩沖存儲(chǔ)器400和屬于其的影子存儲(chǔ)器401來構(gòu)成并且應(yīng)該進(jìn) 行相互訪問，設(shè)置兩個(gè)其它的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)區(qū)域作為L(zhǎng)HSH和LDSH的相 應(yīng)物(Gegenst ii ck)，所述兩個(gè)其它的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)區(qū)域現(xiàn)在與影子存儲(chǔ) 器401有關(guān)。在寄存器404的比特位置16和17中的所述數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)用 LHSS (載荷頭部分影子)和LDSS (載荷數(shù)據(jù)部分影子)來表示。因 而，通過這些來控制與影子存儲(chǔ)器401有關(guān)的傳輸過程。
如果現(xiàn)在在輸入端屏蔽寄存器404的比特位置2中設(shè)置開始比特 或者開始標(biāo)識(shí)STXRH (設(shè)置傳輸X請(qǐng)求主機(jī))，那么在成功地傳遞了 消息存儲(chǔ)器300中的分別待傳輸?shù)呐渲脭?shù)據(jù)和/或者真正數(shù)據(jù)之后，自 動(dòng)為相應(yīng)的消息對(duì)象設(shè)置發(fā)送請(qǐng)求(傳輸請(qǐng)求(Transmission Request))。也就是說，通過該開始標(biāo)識(shí)STXRH來控制、特別是開 始對(duì)待傳輸?shù)南?duì)象的自動(dòng)發(fā)送。
為此相應(yīng)地對(duì)于影子存儲(chǔ)器401的相應(yīng)物是開始標(biāo)識(shí)STXRS (設(shè) 置傳輸X請(qǐng)求影子)，其示例地包含在輸入端屏蔽寄存器404的比特 位置18中并且這里在最簡(jiǎn)單的情況下也剛好作為一個(gè)比特來構(gòu)造。 STXRS的功能類似于STXRH的功能，僅僅涉及影子存儲(chǔ)器401。
如果主機(jī)CPU 102將消息標(biāo)識(shí)、特別是消息存儲(chǔ)器300中的消息 對(duì)象的號(hào)碼寫入輸入端請(qǐng)求寄存器403的比特位置0至5中、也即按 照IBRH來寫，那么交換輸入端緩沖存儲(chǔ)器201的分緩沖存儲(chǔ)器400 和所屬的影子存儲(chǔ)器401，或者交換主機(jī)CPU 102和消息存儲(chǔ)器300 對(duì)兩個(gè)分存儲(chǔ)器400和401的相應(yīng)訪問，正如通過半圓形箭頭表示的 那樣。在此，例如還開始數(shù)據(jù)傳遞、即向消息存儲(chǔ)器300的數(shù)據(jù)傳輸。 向消息存儲(chǔ)器300的數(shù)據(jù)傳輸本身從影子存儲(chǔ)器401進(jìn)行。同時(shí)交換寄存器區(qū)域IBRH和IBRS。同樣地，對(duì)于LHSS和LDSS交換LHSH 和LDSH 。同樣地交換STXRH與STXRS 。因而，IBRS指示消息的標(biāo) 識(shí)、即對(duì)于該一次傳輸?shù)南?duì)象號(hào)碼、即進(jìn)行中的從影子存儲(chǔ)器401 的傳遞或者是哪一個(gè)消息對(duì)象、即消息存儲(chǔ)器300中的哪一個(gè)區(qū)域最 后從影子存儲(chǔ)器401獲得了數(shù)據(jù)(KD和/或者D)。通過在輸入端請(qǐng)求 寄存器403的比特位置31中的標(biāo)識(shí)(在這又例如1比特)IBSYS (輸 入緩沖忙碌影子(Input Buffer Busy Shadow))顯示，剛剛是否進(jìn)行 了有影子存儲(chǔ)器401參與的傳輸。因此，例如在IBSYS=1的情況下正 好從影子存儲(chǔ)器401傳輸并且在IBSYS=0的情況下就不是。該比特 IBSYS例如通過寫IBRH、即寄存器403中的比特位置0至5來被置位， 用以顯示，在影子存儲(chǔ)器401和消息存儲(chǔ)器300之間的傳遞在進(jìn)行中。 在結(jié)束向消息存儲(chǔ)器300的該數(shù)據(jù)傳輸之后，IBSYS重新被復(fù)位。
在從影子存儲(chǔ)器401的數(shù)據(jù)傳遞剛好進(jìn)行時(shí)，主機(jī)CPU 102可以 將下一待傳遞的消息寫入輸入端緩沖存儲(chǔ)器201或者分緩沖存儲(chǔ)器400 中。借助于例如在寄存器403的比特位置15中的另一訪問標(biāo)識(shí)IBSYH (輸入緩沖忙碌主機(jī))，標(biāo)識(shí)還可以被進(jìn)一步完善。如果在影子存儲(chǔ) 器401和消息存儲(chǔ)器300之間的傳輸進(jìn)行期間、即IBSYS-1時(shí)，主機(jī) CPU 102剛好寫IBRH、即寄存器403的比特位置0至5，那么在輸入 端請(qǐng)求寄存器403中的IBSYH被置位。 一旦進(jìn)行中的傳遞、即進(jìn)行中 的傳輸結(jié)束，就開始所請(qǐng)求的傳遞(通過STXRH的請(qǐng)求，參見上面) 并且將比特IBSYH復(fù)位。比特IBSYS在整個(gè)時(shí)間期間保持置位，用以 顯示，數(shù)據(jù)被傳遞到消息存儲(chǔ)器300。在此，所有實(shí)施例的所有被使用 的比特也可以被構(gòu)成為具有多于一個(gè)比特的標(biāo)識(shí)。出于存儲(chǔ)和處理經(jīng) 濟(jì)原因， 一比特(Ein-bit)解決方案是有利的。
如此描述的機(jī)制允許，主機(jī)CPU 102連續(xù)地將數(shù)據(jù)傳遞到位于消 息存儲(chǔ)器300中的由頭域HB和數(shù)據(jù)域DB組成的消息對(duì)象，其前提是， 主機(jī)PCU 102對(duì)輸入端緩沖存儲(chǔ)器201的訪問速度小于或者等于 FlexRay-IP模塊、即通信組件100的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳遞速率。
現(xiàn)在在圖7、 8和9中進(jìn)一步解說由主機(jī)CPU或者用戶CPU 102 經(jīng)由輸出端緩沖存儲(chǔ)器或輸出緩沖存儲(chǔ)器202對(duì)消息存儲(chǔ)器300的讀 訪問。對(duì)此，圖7再一次示出通信組件100，其中為了一目了然起見， 在這也僅僅示出通信組件100的相關(guān)部分。這一方面是負(fù)責(zé)流程控制的消息管理器200以及兩個(gè)控制寄存器703和704，所述控制寄存器正 如所描述的那樣可以被安排在通信組件100中的消息管理器200之外， 但也可以包含在消息管理器200本身之內(nèi)。在此，703表示輸出端請(qǐng)求 寄存器(輸出緩沖命令請(qǐng)求寄存器(Output Buffer Command Request Register))和704表示輸出端屏蔽寄存器(輸出緩沖命令屏蔽寄存器 (Output Buffer Command Mask Register ))。因此，主機(jī)CPU 102 對(duì)消息存儲(chǔ)器300的讀訪問經(jīng)由中間連接的輸出端緩沖存儲(chǔ)器202 (輸 出緩沖器(Output Buffer))進(jìn)行。該輸出端緩沖存儲(chǔ)器202現(xiàn)在同 樣地以劃分的方式或者以成倍的方式來設(shè)計(jì)，而且作為分緩沖存儲(chǔ)器 701和屬于分緩沖存儲(chǔ)器的影子存儲(chǔ)器700。因此，在這也可以正如接 下來所描述的那樣實(shí)現(xiàn)主機(jī)CPU 102對(duì)消息存儲(chǔ)器300的消息或者消 息對(duì)象或數(shù)據(jù)的連續(xù)訪問并且因此確保數(shù)據(jù)完整性和現(xiàn)在在從消息存 儲(chǔ)器300到主機(jī)102的相反方向上的加速傳輸。對(duì)訪問的控制經(jīng)由輸 出端請(qǐng)求寄存器703和經(jīng)由輸出端屏蔽寄存器704進(jìn)行。在寄存器703 中這里也用數(shù)字0至31示例性地對(duì)于32比特的寬度示出703中的相應(yīng) 比特位置(參見圖8)。同樣適用于寄存器704和704中的比特位置0 至31 (參見圖9)。
現(xiàn)在示例性地，寄存器703的比特位置0至5、 8和9、 15和16 至31在讀訪問的流程控制方面獲得特殊的功能。因此，在寄存器703 的比特位置0至5中可錄入標(biāo)識(shí)OBRS (輸出緩沖請(qǐng)求影子(Output Buffer Request Shadow ))作為消息標(biāo)識(shí)。同樣地，在寄存器703的比 特位置16至21中可錄入標(biāo)識(shí)OBRH (輸出緩沖請(qǐng)求主機(jī)(Output Buffer Request Host))。在寄存器703的比特位置15中可錄入標(biāo)識(shí) OBSYS (輸出緩沖忙碌影子(Output Buffer Busy Shadow))作為訪 問標(biāo)識(shí)。也標(biāo)出輸出屏蔽寄存器704的位置0和1，其中在比特位置O 和1中用RDSS (讀數(shù)據(jù)部分影子(Read Data Section Shadow))和 RHSS (讀頭部分影子(Read Header Section Shadow))錄入其它的 標(biāo)識(shí)作為數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。例如在比特位置16和17用RDSH(讀數(shù)據(jù)部分主 機(jī)(Read Data Section Host))和RHSH (讀頭部分主機(jī)(Read Header Section Host))設(shè)置其它的數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)。所述數(shù)據(jù)標(biāo)識(shí)在這也示例性地 以最簡(jiǎn)單的形式、即分別作為一個(gè)比特來構(gòu)成。在寄存器703的比特 位置9中錄入開始標(biāo)識(shí)REQ。此外，設(shè)置切換標(biāo)識(shí)VIEW,該切換標(biāo)識(shí)示例性地被錄入寄存器703的比特位置8中。
主機(jī)CPU 102請(qǐng)求來自消息存儲(chǔ)器300的消息對(duì)象的數(shù)據(jù)，其方 式是，所述主機(jī)CUP 102將所希望的消息的標(biāo)識(shí)、即特別是所希望的 消息對(duì)象的號(hào)碼按照OBRS、也即寫入寄存器703的比特位置0至5 中。在這種情況下，主機(jī)CPU 102可以如在相反方向上那樣或者只讀 消息的狀態(tài)或者配置和頭數(shù)據(jù)KD、即從頭域來讀或者只讀消息的待傳 輸?shù)恼嬲龜?shù)據(jù)D、即從數(shù)據(jù)域來讀或者也可以讀兩者。應(yīng)該傳輸數(shù)據(jù) 的哪一部分、即從頭域和/或者數(shù)據(jù)域，在這與相反方向相比通過RHSS 和RDSS來確定。也就是說，RHSS說明是否應(yīng)該讀頭數(shù)據(jù)并且RDSS 說明是否應(yīng)該讀真正的數(shù)據(jù)。
開始標(biāo)識(shí)用于開始從消息存儲(chǔ)器300向影子存儲(chǔ)器700的傳輸。 也就是說，如果正如在最簡(jiǎn)單的情況下使用一個(gè)比特作為標(biāo)識(shí)，那么 通過對(duì)輸出請(qǐng)求寄存器703中的比特位置0中的比特REQ置位來開始 從消息存儲(chǔ)器300向影子存儲(chǔ)器700的傳輸。進(jìn)行中的傳輸又通過訪 問標(biāo)識(shí)、這里又在最簡(jiǎn)單的情況下通過寄存器703中的比特OBSYS來 顯示。為了避免沖突，如果只有當(dāng)OBSYS沒有被置位、也即剛好沒有 發(fā)生進(jìn)行中的傳輸時(shí)，才可以對(duì)比特REQ置位，則是有利的。于是在 這也實(shí)現(xiàn)在消息存儲(chǔ)器300和影子存儲(chǔ)器700之間的消息傳遞。真正 的流程現(xiàn)在一方面與相反方向可比較地正如以下在圖4、 5和6中所描 述的那樣被控制(互補(bǔ)的寄存器占用)和進(jìn)行或者在變型方案中通過 附加的標(biāo)識(shí)、即寄存器703的比特位置8中的切換標(biāo)識(shí)VIEW。也就是 說，在結(jié)束傳輸之后，對(duì)比特OBSYS復(fù)位并且通過對(duì)輸出請(qǐng)求寄存器 703中的比特VIEW置位來交換分緩沖存儲(chǔ)器701和所屬的影子存儲(chǔ)器 700或者交換對(duì)其的訪問并且主機(jī)CPU 102現(xiàn)在可以從分緩沖存儲(chǔ)器 701中讀出從消息存儲(chǔ)器300所請(qǐng)求的消息對(duì)象、即相應(yīng)的消息。在此 與在圖4至6中的相反傳輸方向可比較地，這里也交換寄存器單元 OBRS和OBRH。同樣地，對(duì)于RHSH和RDSH交換RHSS和RDSS。 作為保護(hù)機(jī)制，這里還可以規(guī)定，只有當(dāng)OBSYS沒有被置位、即沒有 發(fā)生進(jìn)行中的傳輸時(shí)，才可以對(duì)比特VIEW置位。
因此主機(jī)CPU 102對(duì)消息存儲(chǔ)器300的讀訪問經(jīng)由中間連接的輸 出端緩沖存儲(chǔ)器202進(jìn)行。該輸出端緩沖存儲(chǔ)器202與輸入端緩沖存 儲(chǔ)器相同地以成倍的方式或者以兩部分的方式來設(shè)計(jì)，用以確保主機(jī)CPU 102對(duì)在消息存儲(chǔ)器300中所存放的消息對(duì)象的連續(xù)訪問。這里 還獲得高度的數(shù)據(jù)完整性和加速傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)。
通過使用所描述的輸入端緩沖器和輸出端緩沖器201、202來保證， 主機(jī)CPU 102盡管模塊內(nèi)部的等待之間仍可以無中斷地對(duì)消息存儲(chǔ)器 300進(jìn)行訪問。
為了保證所述數(shù)據(jù)完整性，通過消息管理器200 (消息處理機(jī) MHD)在通信組件100中進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、特別是轉(zhuǎn)發(fā)。為此在圖10 中示出了消息管理器200。消息管理器200從其功能性方面可以通過多 個(gè)狀態(tài)機(jī)或者狀態(tài)自動(dòng)機(jī)、即有限自動(dòng)機(jī)、所謂的有限狀態(tài)機(jī)(FSM
(Finite-State-Machine))來表示。在此，設(shè)置至少三個(gè)狀態(tài)機(jī)和在 特殊的實(shí)施形式中四個(gè)有限狀態(tài)機(jī)。第一有限狀態(tài)機(jī)是IOBF-FSM并 且用501 (輸入/輸出緩沖狀態(tài)機(jī)(Input/Output Buffer State Mahine )) 來表示。該IOBF-FSM也可以關(guān)于輸入端緩沖存儲(chǔ)器201或者輸出端 緩沖存儲(chǔ)器202的每個(gè)傳輸方向被劃分成兩個(gè)有限狀態(tài)機(jī)、即IBF-FSM
(輸入緩沖器(Input Buffer )FSM )和OBF-FSM(輸出緩沖器(Output Buffer) FSM)，由此最多五個(gè)狀態(tài)自動(dòng)機(jī)(IBF-FSM， OBF-FSM， TBF1-FSM， TBF2-FSM， AFSM)是可設(shè)想的。但是，優(yōu)選地可以設(shè) 置一個(gè)/^共的IOBF-FSM。第二有限狀態(tài)機(jī)這里在優(yōu)選的實(shí)施例中4皮 劃分成兩個(gè)塊502和503并且操作關(guān)于存儲(chǔ)器205和206的兩個(gè)信道A 和B,正如對(duì)圖2所描述的。在此，可以設(shè)置有限狀態(tài)機(jī)，用以操作兩 個(gè)信道A和B或者正如在優(yōu)選的形式中那樣用502表示的有限狀態(tài)機(jī) TBF1-FSM (瞬時(shí)緩沖器1 (206， RAMA)狀態(tài)機(jī))用于信道A和用 503表示的TBF2-FSM (瞬時(shí)緩沖器2 (205， RAM B)狀態(tài)機(jī))用于 信道B。
用500表示的仲裁有限狀態(tài)機(jī)(Arbiter-Finite-State-Machine)、 即所謂的AFSM用于在優(yōu)選的實(shí)施例中控制三個(gè)有限狀態(tài)機(jī)501-503 的訪問。數(shù)據(jù)(KD和/或者D)以通過時(shí)鐘脈沖裝置、例如VCO(壓 控振蕩器(Voltage Controlled Oszillator ))、振蕩石英等等所產(chǎn)生的 或者從其所匹配的時(shí)鐘脈沖(Takt)在通信組件100中被傳輸。在此， 時(shí)鐘脈沖T可以在組件中產(chǎn)生或者從外面、例如作為總線時(shí)鐘脈沖被 預(yù)先規(guī)定。所述仲裁有限狀態(tài)機(jī)AFSM 500把對(duì)消息存儲(chǔ)器300的訪 問交替地給予三個(gè)有限狀態(tài)機(jī)501-503之一分別尤其是一段時(shí)鐘脈沖周期T。也就是說，可供使用的時(shí)間根據(jù)各個(gè)狀態(tài)自動(dòng)機(jī)501、 502、 503的訪問請(qǐng)求在請(qǐng)求狀態(tài)自動(dòng)機(jī)上予以劃分。如果進(jìn)行僅僅一個(gè)有限 狀態(tài)機(jī)的訪問請(qǐng)求，那么該有限狀態(tài)機(jī)得到訪問時(shí)間的100%、即所有 時(shí)鐘脈沖T。如果進(jìn)4亍兩個(gè)狀態(tài)自動(dòng)機(jī)的訪問請(qǐng)求，那么每個(gè)有限狀 態(tài)機(jī)得到訪問時(shí)間的50%。如果最后進(jìn)行三個(gè)狀態(tài)自動(dòng)機(jī)的訪問請(qǐng)求， 那么每個(gè)有限狀態(tài)機(jī)得到訪問時(shí)間的1/3。由此使分別可供使用的帶寬 最佳地得以使用。
第一有限狀態(tài)機(jī)501、即IOBF-FSM在需要時(shí)執(zhí)行以下動(dòng)作 -從輸入端緩沖存儲(chǔ)器201向消息存儲(chǔ)器300中的所選擇的消息對(duì) 象的數(shù)據(jù)傳遞。
-從消息存儲(chǔ)器300中的所選擇的消息對(duì)象向輸出端緩沖存儲(chǔ)器
202的數(shù)據(jù)傳遞。
信道A的狀態(tài)機(jī)502、即TBF1-FSM執(zhí)行以下動(dòng)作 -從消息存儲(chǔ)器300中的所選擇的消息對(duì)象向信道A的緩沖存儲(chǔ)器
206的數(shù)據(jù)傳遞。
-從緩沖存儲(chǔ)器206向消息存儲(chǔ)器300中的所選擇的消息對(duì)象的數(shù) 據(jù)傳遞。
-對(duì)消息存儲(chǔ)器300中的適當(dāng)?shù)南?duì)象的搜尋，其中在接收的情 況下在接受過濾的范圍內(nèi)搜索用于存儲(chǔ)在信道A上所接收到的消息的 消息對(duì)象(接收緩沖器(Receive Buffer ))和在發(fā)送的情況下搜索在 信道A上待發(fā)送的下一消息對(duì)象(發(fā)送緩沖器(Transmit Buffer ))。
與此類似的是TBF2-FSM、即在塊503中信道B的有限狀態(tài)機(jī)的 動(dòng)作。該有限狀態(tài)機(jī)執(zhí)行從消息存儲(chǔ)器300中的所選擇的消息對(duì)象向 信道B的緩沖存儲(chǔ)器205的數(shù)據(jù)傳遞和從緩沖存儲(chǔ)器205向消息存儲(chǔ) 器300中的所選擇的消息對(duì)象的數(shù)據(jù)傳遞。搜索功能也類似于 TBF1-FSM，搜索在消息存儲(chǔ)器300中適當(dāng)?shù)南?duì)象，其中在接收的 情況下在接受過濾的范圍內(nèi)搜索用于存儲(chǔ)在信道B上所接收到的消息 的消息對(duì)象(接收緩沖器)和在發(fā)送的情況下搜索在信道B上待發(fā)送 的下一消息或者消息對(duì)象(發(fā)送緩沖器)。
在圖11中現(xiàn)在再次示出流程和傳輸通路。三個(gè)狀態(tài)機(jī)501-503控 制在各個(gè)部分之間的相應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸。在此，又用102表示主機(jī)CPU, 用201表示輸入端緩沖存儲(chǔ)器和用202表示輸出端緩沖存儲(chǔ)器。用300表示消息存儲(chǔ)器和用206與205表示信道A和信道B的兩個(gè)緩沖存儲(chǔ) 器。接口元件207和208同樣地被表示。用501表示的第一狀態(tài)自動(dòng)機(jī) IOBF-FSM控制數(shù)據(jù)傳遞Z1A和Z1B、即從輸入端緩沖存儲(chǔ)器201向 消息存儲(chǔ)器300和從消息存儲(chǔ)器300向輸出端緩沖存儲(chǔ)器202。在此， 數(shù)據(jù)傳輸經(jīng)由具有字寬例如為32比特的數(shù)據(jù)總線進(jìn)行，其中每種其它 的比特?cái)?shù)也是可能的。同樣適用于在消息存儲(chǔ)器和緩沖存儲(chǔ)器206之 間的傳輸Z2。該數(shù)據(jù)傳輸通過TBF1-FSM、即信道A的狀態(tài)機(jī)502控 制。在消息存儲(chǔ)器300和緩沖存儲(chǔ)器205之間的傳輸Z3通過狀態(tài)自動(dòng) 機(jī)TBF2-FSM、即503控制。這里還進(jìn)行具有示例性帶寬為32比特的 數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)傳遞，其中這里每種其它的比特?cái)?shù)也是可能的。通 常情況下，完整的消息對(duì)象經(jīng)由所述傳輸通路的傳遞需要多個(gè)時(shí)鐘脈 沖周期T。因此，通過仲裁器、即AFSM500進(jìn)行關(guān)于時(shí)鐘脈沖周期T 對(duì)傳輸時(shí)間的劃分。因此在圖11中示出了在由消息處理機(jī)200所檢驗(yàn) 的存儲(chǔ)器組件之間的數(shù)據(jù)路徑。為了保證在消息存儲(chǔ)器300中所存儲(chǔ) 的消息對(duì)象的數(shù)據(jù)完整性，應(yīng)該有利地在同一時(shí)間僅僅在所示路徑、 即ZlA和Z1B以及Z2和Z3之一上同時(shí)交換數(shù)據(jù)。
在圖12中，示例性地示出，可供使用的系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖T如何由仲 裁器、即AFSM 500在三個(gè)請(qǐng)求狀態(tài)自動(dòng)機(jī)上進(jìn)行劃分。在階段l(I)， 進(jìn)行狀態(tài)自動(dòng)機(jī)501和狀態(tài)自動(dòng)機(jī)502的訪問請(qǐng)求，也就是i兌，總時(shí) 間分別對(duì)半地在兩個(gè)請(qǐng)求狀態(tài)自動(dòng)機(jī)上予以劃分。關(guān)于在階段l(I)中的 時(shí)鐘脈沖周期，這意味著，狀態(tài)自動(dòng)機(jī)501在時(shí)鐘脈沖周期Tl和T3 中獲得訪問并且狀態(tài)自動(dòng)機(jī)502在時(shí)鐘脈沖周期T2和T4中獲得訪問。 在階段2(11)，進(jìn)行僅僅通過狀態(tài)自動(dòng)機(jī)501的訪問，使得所有三個(gè)時(shí) 鐘脈沖周期、即從T5至T7的訪問時(shí)間的100%分?jǐn)偟絀OBF-FSM。 在階段3(111)，進(jìn)行所有三個(gè)狀態(tài)自動(dòng)機(jī)501至503的訪問請(qǐng)求，使得 實(shí)現(xiàn)總訪問時(shí)間的三等分。于是仲裁器AFSM 500例如如此分配訪問 時(shí)間，使得在時(shí)鐘脈沖周期T8和T11中有限狀態(tài)機(jī)501獲得訪問，在
期T10和T13中有限狀態(tài)機(jī)503獲得訪問。最后在階段4(IV)，進(jìn)行通 過兩個(gè)狀態(tài)自動(dòng)機(jī)502和503對(duì)所述通信組件100的兩個(gè)信道A和B 的訪問，4吏得實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘脈沖周期T14和T16向有限狀態(tài)機(jī)502和在時(shí) 鐘脈沖周期T15和T17中向有限狀態(tài)機(jī)503的訪問分配。因此，仲裁狀態(tài)自動(dòng)機(jī)AFSM500負(fù)責(zé)，如果三個(gè)狀態(tài)機(jī)501-503 中多于一個(gè)的狀態(tài)機(jī)提出用于訪問消息存儲(chǔ)器300的請(qǐng)求，將訪問按 時(shí)鐘脈沖和交替地在請(qǐng)求狀態(tài)機(jī)501-503上進(jìn)行分配。這種實(shí)施方式保 證在消息存儲(chǔ)器300中所存放的消息對(duì)象的完整性、即數(shù)據(jù)完整性， 例如如果主機(jī)CPU 102將經(jīng)由輸出端緩沖存儲(chǔ)器202讀取消息對(duì)象， 而剛好所接收到的消息被寫入該消息對(duì)象中，那么根據(jù)首先開始了哪 個(gè)請(qǐng)求來讀取或者舊的狀態(tài)或者新的狀態(tài)，而消息存儲(chǔ)器300中的消 息對(duì)象中的訪問本身不沖突。
所描述的方法使主機(jī)CPU 102在進(jìn)行的運(yùn)行中能夠讀或者寫在消 息存儲(chǔ)器300中的每個(gè)任意的消息對(duì)象，而所選擇的消息對(duì)象由對(duì)在 FlexRay總線101的兩個(gè)信道上的數(shù)據(jù)交換的參與而在主機(jī)CPU 102 的訪問持續(xù)時(shí)間被鎖定(緩沖器鎖定(Buffer Locking ))。同時(shí)，通 過以時(shí)鐘脈沖方式換調(diào)(Verschachtelen )訪問來保證在消息存儲(chǔ)器300 內(nèi)所存放的數(shù)據(jù)的完整性并且還通過充分使用完全的帶寬來提高傳輸 速度。
本發(fā)明涉及FlexRay用戶102的微控制器800至FlexRay通信控制 裝置750的連接、以及通過該FlexRay通信控制裝置繼續(xù)至FlexRay 通信連接101的連接。在圖13和14中示出了用于實(shí)現(xiàn)這種連接的不同 可能性。在按照?qǐng)D13的連接中，該微控制器800直接連接在FlexRay 通信控制器750上。通過串行接口、優(yōu)選地通過通用同步/異步接收器/ 發(fā)送器(USART)接口來進(jìn)行該連接。在按照?qǐng)D14的連接中，微控制 器800間接地通過如同上文中參照?qǐng)D1至12進(jìn)一步所述的FlexRay通 信組件100連接到FlexRay通信控制器750上。通信組件IOO可以被構(gòu) 造為通信控制器750的組成部分，或者作為獨(dú)立的部件來構(gòu)造。
借助圖15示出了 ， FlexRay用戶102的微控制器800不僅僅可以 連接到FlexRay通信控制器750上，而且可以為了實(shí)行其他不同的功 能性而通過其他的串行接口連接到一個(gè)或多個(gè)其他微控制器800上。 所述其他的功能性比如是LIN (本地互連網(wǎng)絡(luò))功能性或者止動(dòng)器功 能性。在圖15的實(shí)施例中，微控制器800具有兩個(gè)串行接口 UART1 802 和UART2 804，其中所述微控制器通過所述兩個(gè)串行接口與兩個(gè)串行 接口 UART1 812和UART2 814相連接。另外的微控制器810比如是機(jī) 動(dòng)車控制設(shè)備816的部分，其中所述機(jī)動(dòng)車控制設(shè)備負(fù)責(zé)對(duì)LIN總線和止動(dòng)器的功能性進(jìn)行控制和/或調(diào)節(jié)。
在圖15中可以清楚地看出，需要微控制器800的兩個(gè)獨(dú)特的串行 接口 802、 804用于實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能性、即止動(dòng)器和LIN總線。因此，在 不限制用戶102的功能性的情況下在微控制器800中不再提供串行接 口用于把用戶102連接到FlexRay通信控制器750。功能性的這種限制 可以利用本發(fā)明而被消除。
在圖16中示出了根據(jù)第一實(shí)施形式的用于在兩個(gè)微控制器800、 810與FlexRay通信控制裝置750之間連接的根據(jù)本發(fā)明的配置。由 此在微控制器800中已經(jīng)仿真了附加的串行軟件接口 806。為此目的可 以使用端口引腳、優(yōu)選地使用端口擴(kuò)展引腳，其中所述引腳在微控制 器800中通常本來已經(jīng)存在。通過這種方式，附加的串行接口 806的 仿真可以以最小的耗費(fèi)來實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槔枚丝谝_不能達(dá)到非常高的 數(shù)據(jù)速率，所以對(duì)于與其他功能性相比需要較小數(shù)據(jù)速率的功能性來 說，使用所仿真的串行接口 806是有利的。
根據(jù)圖16的實(shí)施形式，微控制器800通過第一串行硬件接口 802 連接到FlexRay通信控制器750上。該控制器750為此同樣具有串行 接口 752。連接的這種方式對(duì)應(yīng)于在圖13中所示的連接方式。然而顯 然也可以設(shè)想在微控制器800與通信控制器750之間布置FlexRay通 信組件100 (參見圖14)。為了實(shí)現(xiàn)與其他功能性(比如LIN總線功 能性)相比需要較高數(shù)據(jù)速率的功能性，微控制器800通過第二串行 硬件接口 804連接到另一微控制器810的第一串行接口 812上。為了實(shí) 現(xiàn)與其他功能性(比如止動(dòng)器功能性)相比需要較低數(shù)據(jù)速率的功能 性，微控制器800通過另一串行接口、比如第三串行接口、也即所仿 真的軟件接口 806連接到另一微控制器810的第二串行接口 814上。
顯然也可以通過適當(dāng)?shù)挠布绱藖韺?duì)微控制器800的已有端口引 腳來進(jìn)行補(bǔ)充，使得通過所仿真的軟件接口 806也可以達(dá)到較高的數(shù) 據(jù)速率。適當(dāng)?shù)挠布热绨ㄓ糜趯?duì)通過接口 806待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行 中間存儲(chǔ)的移位寄存器。
在圖17中示出了根據(jù)第二實(shí)施形式的用于在兩個(gè)微控制器800、 810與FlexRay通信控制裝置750之間連接的根據(jù)本發(fā)明的另 一 配置。 在此，微控制器800保持不變，而是在通信控制器750中構(gòu)造附加的 串行硬件接口 UART2 754。該附加的串行接口 754也可以借助在FlexRay通信控制器750中已有的端口擴(kuò)展引腳來實(shí)現(xiàn)，如在上文中所 述的那樣。所述端口擴(kuò)展引腳可以以選擇的方式利用移位寄存器和/或 其他硬件來擴(kuò)展，用以通過接口 754達(dá)到較高的數(shù)據(jù)速率。利用這種 擴(kuò)展方案可以為FlexRay用戶102使用常規(guī)的微控制器800,其中除了 FlexRay功能性外還提供兩種其他功能性(比如LIN總線和止動(dòng)器).
該實(shí)施形式的特點(diǎn)在于，通過在微控制器800的第一串行接口 802 與通信控制器750的第一串行接口 752之間的第一連接不僅實(shí)現(xiàn) FlexRay功能性，而且實(shí)現(xiàn)兩種其他功能性之一，比如止動(dòng)器功能性。 FlexRay功能性通過控制器750中的適當(dāng)裝置被接收并被進(jìn)一步處理， 比如被處理并在通信連接101的方向上被轉(zhuǎn)發(fā)。通過第一連接而引入 的功能性簡(jiǎn)單地穿過通信控制器750，并通過控制器750的第二串行接 口 754經(jīng)由另一連接被輸送給另一微控制器810的第二串行接口 814。
其他的功能性、比如LIN總線功能性由微控制器800的第一串行 接口直接被輸送給另一微控制器810的笫一接口 812。因此這意味著， 在該實(shí)施形式中用于實(shí)現(xiàn)第一功能性的第一連接直接從串行接口 804 引向另一微控制器810的串行接口 812。用于實(shí)現(xiàn)第二功能性的笫二連 接間接地通過FlexRay通信控制器750從微控制器800的串行接口 804 通過第一串行接口 752進(jìn)入控制器750并通過第二串行接口 754再次出 控制器750而繼續(xù)引向另 一微控制器810的串行接口 814。
在圖18中示出了根據(jù)第三實(shí)施形式的用于在兩個(gè)微控制器800、 810與FlexRay通信控制裝置750之間連接的根據(jù)本發(fā)明的另 一配置。 該實(shí)施形式與圖17的實(shí)施形式相類似，其中在圖18中除了在通信控 制器750中的附加串行接口 754外，還在微控制器800中仿真了附加的 串行軟件接口 806。對(duì)于串行接口 806使用了在該微控制器800中已有 的接口 802的硬件。用于實(shí)現(xiàn)不同功能性的連接與圖17的實(shí)施形式的 連接相一致。
權(quán)利要求
1. 用于把具有微控制器(800)的FlexRay用戶(102)通過FlexRay通信控制裝置(750)連接到FlexRay通信連接(101)上的方法，其中所述微控制器具有至少一個(gè)串行接口(802、804)，所述FlexRay通信控制裝置具有至少一個(gè)串行硬件接口(752)，其中在用戶(102)與通信控制裝置(750)之間的連接通過串行接口(802、752)來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，在FlexRay用戶(102)中仿真至少一個(gè)串行接口(806)，或者在FlexRay通信控制裝置(750)中構(gòu)造至少一個(gè)附加的串行接口(754)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，至少一個(gè)串行接口 (754)在本來由通信控制裝置(750)所提供的端口擴(kuò)展引腳上被仿真。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，給本來由通信控制 裝置(750)所提供的端口擴(kuò)展引腳分配至少一個(gè)移位寄存器，在所述 移位寄存器中中間存儲(chǔ)用于串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄟ^接口 (754)待傳輸?shù)?數(shù)據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在至少一 個(gè)在用戶(102)中所仿真的串行接口 (806)情況下，在用戶(102) 的串行接口之一 (804)與第一功能性之間直接構(gòu)造第一連接，可選地 在用戶(102)的另一串行接口 (806)與第二功能性之間直接構(gòu)造第 二連接，并在又另一串行接口 (802)與FlexRay通信控制裝置(750) 的FlexRay功能性之間直接構(gòu)造另 一連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，通過所仿真的串行 軟件接口之一 (806)來構(gòu)造至第一或第二功能性的需要較低數(shù)據(jù)速率 的該連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在至少一 個(gè)在FlexRay通信控制裝置(750)中所構(gòu)造的串行接口 (754)情況 下，在用戶(102)的串行接口之一 (804)與第一功能性之間直接構(gòu) 造第一連接，在用戶(102)的另一串行接口 (802)與第二功能性之 間通過FlexRay通信控制裝置(750)來形成第二連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述FlexRay功能 性通過在用戶(102)與通信控制裝置(750)之間的第二連接的一部分連同第二功能性一起被傳輸。
8. 用于把具有微控制器(800 )的FlexRay用戶(102 )連接到FlexRay 通信連接(101)上的FlexRay通信控制裝置(750)，其中所述微控 制器具有至少 一個(gè)串行接口 ( 802、 804 )，其中所述通信控制裝置(750 ) 具有至少一個(gè)串行接口 ( 752 )，并且在用戶(102)與通信控制裝置(750)之間的連接通過串行接口 ( 802、 752)來實(shí)現(xiàn)，其特征在于， 在FlexRay通信控制裝置(750)中構(gòu)造有至少一個(gè)附加的串行硬件接 口 ( 754)，如此使得通信控制裝置(750)在總數(shù)上具有至少一個(gè)串 行硬件接口 (752、 754)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的FlexRay通信控制裝置(750)，其特征在于，F(xiàn)lexRay通信控制裝置(750)具有FlexRay通信組件(100)用于把FlexRay通信連接(101)與FlexRay用戶(102 )相耦合，其中通信組件(100)具有用于中間存儲(chǔ)消息的裝置(150)以及至少一個(gè)狀態(tài)機(jī)(500-503)，所述狀態(tài)機(jī)對(duì)在通信連接(101)與用戶(102)之間的消息傳輸如此進(jìn)行控制，使得所述狀態(tài)機(jī)(500-503)預(yù)先規(guī)定 或調(diào)用與用于存儲(chǔ)和傳輸消息的信息有關(guān)的可預(yù)先規(guī)定的序列。
10. 具有微控制器(800)的FlexRay用戶(102),所述微控制 器具有至少一個(gè)串行接口 (802、 804)，其中用戶(102)可以通過串 行接口之一 (802)經(jīng)由FlexRay通信控制裝置(750)連接到FlexRay 通信連接(101)上，其中在用戶(102)與通信控制裝置(750)之間 的連接通過串行接口 (802、 752)來實(shí)現(xiàn)，其特征在于，在用戶(102) 中仿真至少一個(gè)串行軟件接口 (806)，如此使得用戶(102)在總數(shù) 上具有至少兩個(gè)串行接口 (802、 804、 806)。
11. 包括FlexRay通信連接(101)與其上通過FlexRay通信控制 裝置(750)所連接的FlexRay用戶(102)的FlexRay通信系統(tǒng)，其 中至少一個(gè)用戶(102)具有微控制器(800)，所述微控制器具有至 少一個(gè)串行接口 (802、 804)，且在所述至少一個(gè)用戶(102)與通信 控制裝置(750)之間的連接通過串行接口 (802、 752)來實(shí)現(xiàn)，其特 征在于，所述至少一個(gè)用戶(102)通過其串行接口 (804)直接與笫 一功能性相連接，通過所仿真的另一串行接口 (806)直接與第二功能 性相連接，并通過其又另一串行接口 ( 802 )直接與分配給該用戶的 FlexRay通信控制裝置(750)的FlexRay功能性相連接，或者所述至少一個(gè)用戶(102)通過其串行接口 (804)直接與第一功能性相連接， 通過其另一串行接口 (802)間接地通過分配給該用戶的FlexRay通信 控制裝置(750)與第二功能性相連接.
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的FlexRay通信系統(tǒng)，其特征在于， FlexRay通信系統(tǒng)具有FlexRay通信組件(100 )用于把FlexRay連接 (101)與至少一個(gè)FlexRay用戶(102)相耦合，其中通信組件(IOO) 具有用于中間存儲(chǔ)消息的裝置(105)和狀態(tài)機(jī)(500-503)，其中所述 狀態(tài)機(jī)對(duì)在通信連接(101)與用戶(102)之間的消息傳輸如此進(jìn)行 控制，使得所述狀態(tài)機(jī)(500-503)預(yù)先規(guī)定或調(diào)用與用于存儲(chǔ)和傳輸 消息的信息有關(guān)的可預(yù)先規(guī)定的序列。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于把具有微控制器(800)的FlexRay用戶(102)通過FlexRay通信控制裝置(750)連接到FlexRay通信連接(101)上的方法，其中所述微控制器具有至少一個(gè)串行接口(802、804)，所述FlexRay通信控制裝置具有至少一個(gè)串行硬件接口(752)，其中在用戶(102)與通信控制裝置(750)之間通過串行接口(802、752)來實(shí)現(xiàn)連接。為了能夠在不對(duì)用戶的功能性進(jìn)行限制的情況下把用戶(102)通過串行接口連接到通信控制器(750)上，建議在用戶(102)中仿真至少一個(gè)串行接口(806)，或者在FlexRay通信控制裝置(750)中構(gòu)造至少一個(gè)附加的串行接口(754)。
文檔編號(hào)B60R16/02GK101282860SQ200680037130
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月6日
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